Question

某校化學興趣小組對金屬活動性順序等知識進行了研究．
（1）根據如圖中的實驗現象判斷，稀鹽酸里的A、B、C、D四種金屬中，在金屬活動性順序里，位于氫后面的金屬是（填字母）______．
（2）為了確定Fe、Cu、Hg三種金屬的活動性順序，興趣小組同學用鐵片、銅片、硝酸汞溶液和鹽酸四種試劑設計了下列實驗方案，其中可行的是（______ ）
A．Fe+HCl    Cu+HCl         Fe+Hg（NO₃）₂
B．Fe+HCl    Fe+Hg（NO₃）₂  Cu+Hg（NO₃）₂
C．Fe+HCl    Cu+HCl         Cu+Hg（NO₃）₂
D．Cu+HCl    Fe+Hg（NO₃）₂   Cu+Hg（NO₃）₂
（3）為了確定鐵、銅、銀的金屬活動性順序，同學們用到的藥品有鐵絲、銅絲、銀絲、稀硫酸和硫酸銅溶液．實驗結束后，化學興趣小組的同學欲對該實驗的廢液進行探究，請你一起參與．
[提出問題]廢液中含有什么物質？
[交流表達]
①小明通過觀察，認為廢液中一定含有硫酸銅．他觀察到的現象是______．
②小紅通過分析，認為廢液中一定含有硫酸亞鐵，她的依據是：______．
[作出猜想]小華認為廢液中還可能含有硫酸．
[實驗驗證]小華同學聯想到聯想到教材上二氧化碳與水的反應相關實驗的設計，準備了abcd四朵用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥小花．
取干燥的花a和噴上水的花b分別放入盛滿二氧化碳的兩個集氣瓶中，發現花a不變色，花b成了______色；
干燥的花c噴水，花不變色，說明了二氧化碳與水反應生成______（填化學式）；
在干燥的花d滴加幾滴廢液，花d變成了______色，說明廢液里含有硫酸．
通過分析與實驗，同學們得出廢液中含有硫酸亞鐵、硫酸銅和硫酸．
[反思拓展]
①小明取一條鋁片加入少量廢液中，開始時，鋁片表面沒有卻氣泡出現，一段時間后才有氣泡出現．開始時，鋁片表面沒有氣泡出現的原因是______．
②在分析化學反應后所得的物質成分，除了考慮生成物外還需考慮______．
[拓展應用1]①若將廢液中硫酸銅、硫酸全部轉化為硫酸亞鐵，應向廢液中加入過量的______．②反應完全后，過濾，洗滌、干燥后得到金屬固體．
A：實驗室進行過濾操作時，用到的玻璃儀器除漏斗、燒杯外，還需______．
B：固體中物質為______．
[拓展應用2]為比較同種金屬與不同種酸反應的速率，設計了如下實驗方案．裝置如右圖所示（夾持和固定裝置已略去）．
在兩支試管中分別加入過量的鎂條，同時將相同濃度的稀鹽酸和稀醋酸注入相應的試管中，觀察產生氫氣的速率和體積．試回答下列問題：
①鹽酸與鎂反應的化學方程式______，反應后液體質量（選填“增大”、“減小”、“不變”）______．
②實驗中收集到氫氣的體積與時間的關系如圖所示．分析圖中曲線變化規律，可以得出鎂與稀鹽酸反應速率比與稀醋酸（填“快”或“慢”）______．
③實驗中稀鹽酸與鎂條反應時，量筒中收集到氫氣的體積比理論值高，不可能的原因是（填序號）______．
A．反應放熱；
B．試管中有氫氣殘留；
C．酸液進入試管，占據了一定體積．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據金屬與酸反應是否產生氣泡來判斷．
（2）根據金屬與酸、鹽反應的規律，通過分析方案所能得到的結論，得出能確定Fe、Cu、Hg三種金屬的活動性順序的方案．
（3）硫酸銅溶液的顏色是藍色的，鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵，用PH試紙可以測得溶液的酸堿度，根據質量守恒定律可以書寫化學方程式．根據酸與指示劑變化情況解答．
解答：解：（1）D放入酸中表面沒有氣泡，所以D不與酸反應．故選D
（2）A、鐵與鹽酸反應放出氫氣，說明了活動性鐵＞氫；銅與鹽酸不能反應，說明了活動性銅＜氫；鐵與硝酸汞反應置換出汞，說明活動性鐵＞汞；方案沒有確定銅與汞的活動性關系；故A不正確；
B、鐵與鹽酸反應放出氫氣，說明了活動性鐵＞氫；鐵與硝酸汞反應置換出汞，說明活動性鐵＞汞；銅與硝酸汞反應置換出汞，說明活動性銅＞汞；方案沒有確定鐵與銅的活動性關系；故B不正確；
C、鐵與鹽酸反應放出氫氣，說明了活動性鐵＞氫；銅與鹽酸不能反應，說明了活動性銅＜氫；銅與硝酸汞反應置換出汞，說明活動性銅＞汞；由此方案可得到的三種金屬活動性鐵＞銅＞汞；故C正確；
D、銅與鹽酸不能反應，說明了活動性銅＜氫；鐵與硝酸汞反應置換出汞，說明活動性鐵＞汞；銅與硝酸汞反應置換出汞，說明活動性銅＞汞；方案沒有確定鐵與銅的活動性關系；故D不正確；
（3）①因為硫酸銅溶液時藍色的．故填：溶液顯藍色．
②根據金屬活動性順序及其應用，由題意可知，鐵和稀硫酸反應能夠生成硫酸亞鐵，鐵和硫酸銅反應也能生成硫酸亞鐵；因此，小紅通過分析，認為廢液中一定含有硫酸亞鐵，她的依據是：鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵，鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵．
[實驗驗證]二氧化碳與水反應生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊試液變紅，所以取干燥的花a和噴上水的花b分別放入盛滿二氧化碳的兩個集氣瓶中，發現花a不變色，花b成了紅色；故答案為紅．H₂CO₃
在干燥的花d滴加幾滴廢液，花d變成了 紅色，說明廢液里含有硫酸．故填紅
[反思拓展]
①鋁片表面有一層致密的氧化鋁薄膜，能與酸反應，所以開始時，鋁片表面沒有卻氣泡出現，一段時間后才有氣泡出現．
②在分析化學反應后所得的物質成分，除了考慮生成物外還需考慮剩余的反應物．
[拓展應用1]①若將廢液中硫酸銅、硫酸全部轉化為硫酸亞鐵，應向廢液中加入過量的鐵，鐵與硫酸、硫酸銅都反應生成硫酸亞鐵、銅．
②反應完全后，過濾，洗滌、干燥后得到金屬固體是生成的銅和剩余的鐵．
A：實驗室進行過濾操作，用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯外，玻璃棒，故填玻璃棒．
B：固體中物質為銅和鐵．
[拓展應用2]
①鹽酸與鎂反應生成氯化鎂和氫氣，化學方程式為Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，在溶液中加入鎂，反應后出來氫氣，反應的鎂的質量大于生成的氫氣的質量，所以反應后液體質量 增大．
②從圖中看出，鹽酸與鎂反應生成氫氣是速率快，說明鹽酸酸性比醋酸強；
③實驗中稀鹽酸與鎂條反應時，量筒中收集到氫氣的體積比理論值高，就要從造成氣體體積增大的原因考慮，如氣體受熱膨脹，進入的液體占據一部分體積等．故選①④
點評：本題主要考查了化學方程式的書寫及其物質判斷等方面的內容．同種酸與不同中金屬反應時，金屬越活潑，反應速率越快，同樣，同種金屬與酸反應時，酸性強的酸反應速率快．